JPH09293618A - 静止誘導機器の巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電位分布が均一で、高電圧巻線の製作時間の
短縮、信頼性の向上、巻線のコンパクト化を図ることが
できる静止誘導機器の巻線を提供する。 【解決手段】 ライン端５から順に、各巻回間に一定の
巻数差の巻回を挟み込んで巻線導体４を巻いたＨＳＣ巻
線部１と、巻線の外側部分の巻回間にシールド線１１を
巻き込んで巻線導体４との間に静電容量を形成した制振
シールド巻線部２と、普通円板巻線部３の順に配置して
静止誘導機器の巻線を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器やリアクト
ルなどの静止誘導機器の巻線方式に係り、特に、雷イン
パルス（雷サージ）に対する電位分布を改善した静止誘
導機器の巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】静止誘導機器、特に変圧器の巻線の雷サ
ージに対する電位分布の改善方法としては、円板コイル
の各巻回間に一定の巻数差の巻回を挾み込んで巻いた高
直列容量巻線（High Series Capacity Winding、以下、
ＨＳＣ巻線と称す）があるが、このＨＳＣ巻線を巻回す
る時には、いわゆる戻り渡り部で、一旦、巻線導体を切
断してから所要の箇所を溶接するロー付け作業と、巻線
導体の絶縁テーピング作業が必要であり、作業工数がか
かる欠点があった。

【０００３】このロー付け作業と絶縁テーピング作業を
減らすため、従来の高電圧の静止誘導機器の巻線では、
ＨＳＣ巻線のライン端子と反対の側に部分的に普通円板
巻線を加えた部分ＨＳＣ巻線がある。この部分ＨＳＣ巻
線はライン端子側にＨＳＣ巻線を配置し、ライン端子か
ら離れた側に普通円板巻線を配置している。すなわち、
△結線の静止誘導機器の巻線では両端のライン端子側に
ＨＳＣ巻線を配置して中央部に普通円板巻線を配置し、
Ｙ結線の静止誘導機器の巻線では一方のライン端子側に
ＨＳＣ巻線部を配置して他方の中性点端子側に普通円板
巻線部を配置している。

【０００４】図３は静止誘導機器のＨＳＣ巻線の説明図
で、図中の数字はライン端から数えた巻回を示し、図の
右側が巻線の外側，左側が巻線の内側を示している。図
３に示すように、ＨＳＣ巻線の巻線導体４は、巻線端１
３から１，２，３，４の順に第１の単位コイルの内側に
向かって１本おきに巻回され、４から内側ひねり渡り部
６により第２の単位コイルの５に渡り、第２の単位コイ
ルの内側から５，６，７，８の順に外側に向かって１本
おきに巻回され、８から戻り渡り部７により第１の単位
コイル９に戻り、第１の単位コイルの外側から９，１
０，１１，１２の順に内側に向かって１本おきに１，
２，３，４の間に挿入されて巻回され、１２から内側ひ
ねり渡り部８により第２の単位コイルの１３に渡り、第
２の単位コイルの内側から１３，１４，１５，１６の順
に外側に向かって１本おきに５，６，７，８の間に挿入
されて巻回されて、１組の双成コイルを形成し、１６は
外渡り部９によって第３の単位コイルの１７につながっ
ている。このように、ＨＳＣ巻線は、円板状コイルの各
巻回間に一定の巻数差の巻回をはさみ込んで巻いたもの
で、巻線導体が入り組んで巻回されており、高い直列静
電容量が得られ巻線の雷インパルス（雷サージ）に対
し、均一で良好な電位分布が得られる。

【０００５】ＨＳＣ巻線の実際の巻線作業は、次の手順
で行われる。図３の上側を左側に、図３の左側を巻型側
（内側）として説明する。図３のように巻線導体が１回
路の場合には、２本の巻線導体を重ねて（図３の場合
は、１単位コイル当たり８回であるから）４回を巻回
（仮巻き）し、巻き上がった部分に次のコイルに渡るた
めの内側ひねり部６と８を形成しておいて巻線導体を積
み替え、図３のように巻回を構成し、一番外側の１の先
端を左側に曲げてライン端を形成し、外側から二番目の
９を右側に曲げて戻り渡り部７を形成しておき、第１の
単位コイルを図３のように構成しておく。

【０００６】次に、先に作った内側ひねり渡り部６と８
を、内と外を入れ替え（４と５の位置の入れ替え、およ
び１２と１３の位置の入れ替え）てから、巻線導体４の
２本で４回を巻回し、先に、９を右側に曲げて形成した
戻り渡り部７（巻線導体の巻回の方向から逆の方向にな
るので、戻り渡りという）と第２の単位コイルの８とを
ロー付けして、第１の単位コイルと第２の単位コイルで
構成された１組目のＨＳＣ巻線が構成される。次に、同
様の手順で、第３の単位コイルと第４の単位コイルで構
成された２番目のＨＳＣ巻線が構成される。ただし、２
番目のＨＳＣ巻線からは、１組目の場合と異なって、最
初の部分が巻線導体４として前の単位コイルにつながっ
ているので、２番目からは戻り渡り部７では、一旦、巻
線導体４を切断してから戻り渡り部７を溶接するロー付
け作業と、戻り渡り部７の巻線導体４の絶縁テーピング
作業が必要となって、巻線作業時間が長くなってしま
う。

【０００７】図４は静止誘導機器の制振シールド巻線の
説明図で、図の右側が巻線の外側、右側が巻線の内側を
示している。図４に示すように、制振シールド巻線の巻
線導体４は、巻線端１４から１，２，３，４，５，６，
７，８の順に第１の単位コイルの内側に向かって巻回さ
れ、８から内渡り部１０により第２の単位コイルの９に
渡り、第２の単位コイルの内側から９，１０，１１，１
２，１３，１４，１５，１６の順に外側に向かって巻回
され、１６は外渡り部９により第３の単位コイル１７に
つながっており、第３の単位コイルの巻回導体４は、１
７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４の順に
第３の単位コイルの内側に向かって巻回され、２４から
内渡り部１０により第４の単位コイルの２５に渡り、第
４の単位コイルの内側から２５，２６，２７，２８，２
９，３０，３１，３２の順に外側に向かって巻回され、
３２は外渡り部９により第５の単位コイルの３３につな
がっている。

【０００８】そして、第１の単位コイルの３と２の間お
よび２と１の間にシールド線１１が挿入されており、第
２の単位コイルの１４と１５の間および１５と１６の間
にもシールド線１１が挿入されており、これら第１およ
び第２の単位コイルのシールド線１１は、シールド線渡
り部１２によりつながっている。さらに、第３の単位コ
イル１８と１７の間および第４の単位コイルの３１と３
２の間にもシールド線１１が挿入されており、これら第
３および第４の単位コイルのシールド線１１は、シール
ド線渡り部１２によりつながっている。

【０００９】図５は静止誘導機器の普通円板巻線の説明
図で、図の右側が巻線の外側、左側が巻線の内側を示し
ている。図５に示すように、普通円板巻線の巻線導体４
は、巻線端１５から１，２，３，４，５，６，７，８の
順に第１の単位コイルの内側に向かって巻回され、８か
ら内渡り部１０により第２の単位コイルの９に渡り、第
２の単位コイルの内側から９，１０，１１，１２，１
３，１４，１５，１６の順に外側に向かって巻回され、
１６は外渡り部９により第３の単位コイルの１７につな
がっている。制振シールド巻線および普通円板巻線は、
戻り渡り部がないので、この部分のロー付け作業と巻線
導体の絶縁テーピング作業は不要で、作業工数が低減さ
れる。

【００１０】図６は従来の静止誘導機器の部分ＨＳＣ巻
線の説明図で、図の右側が巻線の外側、左側が巻線の内
側を示している。図６に示すように、第１と第２の単位
コイルおよび第３と第４の単位コイルは、ＨＳＣ巻線部
１を構成しており、巻線導体４はライン端５から１，
２，３，４の順に第１の単位コイルの内側に向かって１
本おきに巻回され、４から内側ひねり渡り部６により第
２の単位コイルの５に渡り、内側から５，６，７，８の
順に外側に向かって１本おきに巻回され、８から戻り渡
り部７により第１の単位コイルの９に戻り、第１の単位
コイルの外側から９，１０，１１，１２の順に内側に向
かって１本おきに１，２，３，４の間に挿入されて巻回
され、１２から内側ひねり渡り部８により第２の単位コ
イルの１３に渡り、第２の単位コイルの内側から１３，
１４，１５，１６の順に外側に向かって１本おきに５，
６，７，８の間に挿入されて巻回されて１組の双成コイ
ルを形成し、１６は外渡り部９によって第３の単位コイ
ルの１７につながっている。

【００１１】第３および第４の単位コイルは、上記の第
１および第２の単位コイルと同様に１７，１８，１９，
２０の順に第３の単位コイルの内側に向かって１本おき
に巻回され、２０から内側ひねり渡り部６により第４の
単位コイルの２１に渡り、第４の単位コイルの内側から
２１，２２，２３，２４の順に外側に向かって１本おき
に巻回され、２４から戻り渡り部７により第３の単位コ
イルの２５に戻り、第３の単位コイルの外側から２５，
２６，２７，２８の順に内側に向かって１本おきに１
７，１８，１９，２０の間に挿入されて巻回され、２８
は内側ひねり渡り部８により第４の単位コイルの２９に
渡り、第４の単位コイルの内側から２９，３０，３１，
３２の順に外側に向かって１本おきに２１，２２，２
３，２４の間に挿入されて巻回されて、３２は外渡り部
９よって第５の単位コイルの３３につながり、順次同様
の方法で第８の単位コイル６４まで巻回される。

【００１２】第９の単位コイル以降は普通円板巻線部３
を形成し、第９の単位コイルは外側から６５，６６，６
７，６８，６９，７０，７１，７２の順に内側に向かっ
て巻回され、７２は内渡り部１０により第１０の単位コ
イルの７３に渡り、第１０の単位コイルは内側から７
３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０の順に
外側に向かって巻回され、同様に同じ方法で必要な単位
コイルを形成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】静止誘導機器の巻線の
電位分布の改善方法としては、ＨＳＣ巻線、または部分
ＨＳＣ巻線が優れているが、ＨＳＣ巻線は双成コイルの
戻り渡り部でロー付け作業が必要であり、ロー付けした
あとに主導体の絶縁テーピング作業が必要であるため、
多大な工数と作業者の熟練度が必要であるという問題点
を有していた。

【００１４】また、静止誘導機器の巻線の電位分布の改
善方法として、巻線の外側部分の巻回間に薄い平角導体
（以下、シールド線と称す）を巻き込んだ制振シールド
巻線がある。しかし、シールド線による直列静電容量の
増加には限界があり、部分ＨＳＣ巻線に比較して電位分
布の改善効果が劣っている。したがって、高電圧静止誘
導機器の巻線は均一な電位分布が要求され、高電圧の油
入変圧器巻線やガス絶縁変圧器巻線には採用が困難であ
るという問題もあった。

【００１５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、電位分布を均一にする
ことができ、高電圧巻線の製作時間の短縮、信頼性の向
上、巻線のコンパクト化を図ることができる静止誘導機
器を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の静止誘導機器の
巻線において、上記の課題を解決するための手段とし
て、ＨＳＣ巻線部から普通円板巻線部に移る部分に、巻
線の外側部分の巻回間にシールド線を巻き込んで巻線導
体との間に静電容量を形成した制振シールド巻線部を設
けて、ＨＳＣ巻線部から制振シールド巻線部に、制振シ
ールド巻線部から普通円板巻線部の順に配置して接続し
たものである。電位分布を均一にするためには、ライン
端子側のコイルから徐々に直列静電容量を減少させれば
よいので、ＨＳＣ巻線部と普通円板巻線部の中間に、電
位分布がＨＳＣ部よりは若干悪いが普通円板巻線部より
は良い制振シールド巻線部を配置している。

【００１７】このようにＨＳＣ巻線部から制振シールド
巻線部に、制振シールド巻線部から普通円板巻線部の順
に配置して接続したことにより、電位分布を均一化にす
ることができ、高電圧巻線の製作時間の短縮、信頼性の
向上、巻線のコンパクト化を図ることができるようにし
たものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の静止誘導機器の巻線は、
ライン端から順に、各巻回間に一定の巻数差の巻回を挟
み込んで巻いたＨＳＣ巻線部、巻線の外側部分の巻回間
にシールド線を巻き込んで巻線導体との間に静電容量を
形成した制振シールド巻線部、普通円板巻線部の順に配
置して巻線を構成したものである。

【００１９】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。なお、図中の数字はライン端から数えた巻
回を示している。

【００２０】図１は本発明の実施の形態における静止誘
導機器の巻線の説明図で、図１に示すように、１はＨＳ
Ｃ巻線部、２は制振シールド巻線部、３は普通円板巻線
部であり、基本的な巻回配置は、ＨＳＣ巻線部１は図
３、制振シールド巻線部２は図４、普通円板巻線部３は
図５によって、それぞれ説明してある。ここでは、単位
コイルの巻回数が８ターンで（普通、下記に説明する理
由で、帯分数の巻回数になる）、ＨＳＣ巻線部１が４コ
イル、制振シールド巻線部２が４コイル、普通円板巻線
３が４コイル以上の場合について説明する。

【００２１】単位コイルの巻回数、ＨＳＣ巻線部１のコ
イル数、制振シールド巻線部２のコイル数および普通円
板巻線部３のコイル数は、それぞれの場合に最も適した
値が設計により決定される。

【００２２】なお、単位コイルの巻回数が整数である場
合は、導体の渡り部分の巻厚が大きくなり、この巻線の
外側にタップ巻線などの他の巻線、または絶縁筒が配置
されている場合には、冷却媒体の流れが妨げられる。こ
れを避けるため、巻線導体の渡り部分の巻線導体の数を
減らした帯分数の巻回数が採用される。分数の分母は径
方向ダクトピースの配置数であり、分数の分子は巻線方
式、並列導体数によって決まる数だけ分母より少ない数
の範囲内の数の巻数が決められ、全体の巻数が整数にな
るようにコイル数が決められる。

【００２３】第１と第２の単位コイルおよび第３と第４
の単位コイルは、ＨＳＣ巻線部１を構成しており、第１
と第２の単位コイルは、巻線導体４は、ライン端１から
１，２，３，４の順に第１の単位コイルの内側に向かっ
て１本おきに巻回され、４から内側ひねり渡り部６によ
り第２の単位コイルの５に渡り、第２の単位コイルの内
側から５，６，７，８の順に外側に向かって１本おきに
巻回され、８から戻り渡り部７により第１の単位コイル
の９に戻り、第１の単位コイルの外側から９，１０，１
１，１２の順に内側に向かって１本おきに１，２，３，
４の間に挿入されて巻回され、１２から内側ひねり渡り
部８により第２の単位コイルの１３に渡り、第２の単位
コイルの内側から１３，１４，１５，１６の順に外側に
向かって１本おきに５，６，７，８の間に挿入されて巻
回されて１組の双成コイルを形成し、１６は外渡り部９
によって第３の単位コイルの１７につながっている。

【００２４】第３および第４の単位コイルは、上記の第
１および第２の単位コイルと同様に１７，１８，１９，
２０の順に第３の単位コイルの内側に向かって１本おき
に巻回され、２０から内側ひねり渡り部６により第４の
単位コイルの２１に渡り、第４の単位コイルの内側から
２１，２２，２３，２４の順に外側に向かって１本おき
に巻回され、２４から戻り渡り部７により第３の単位コ
イルの２５に戻り、外側から２５，２６，２７，２８の
順に内側に向かって１本おきに１７，１８，１９，２０
の間に挿入されて巻回され、２８は内側ひねり渡り部８
により第４の単位コイルの２９に渡り、内側から２９，
３０，３１，３２の順に外側に向かって１本おきに２
１，２２，２３，２４の間に挿入されて巻回されて、次
の１組の双成コイルを形成し、３２は外渡り部９によっ
て第５の単位コイルの３３につながっている。

【００２５】第５と第６の単位コイルおよび第７と第８
の単位コイルは、制振シールト巻線部２を構成してお
り、第５の単位コイルは、外側から３３，３４，３５，
３６，３７，３８，３９，４０の順に内側に向かって巻
回され、４０から内渡り部１０により第６の単位コイル
の４１のに渡り、第６の単位コイルまの内側から４１，
４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８の順に外側
に向かって巻回され、４８は外渡り部９により第７の単
位コイル４９につながっている。

【００２６】そして、第５の単位コイルの３５と３４の
間および３４と３３の間にシールド線１１が挿入されて
おり、また、第６の単位コイルの４６と４７の間および
４７と４８の間にもシールド線１１が挿入されており、
これらのシールド線１１は、シールド線渡り部１２によ
りつながっている。

【００２７】さらに、次の第７の単位コイルは、外側か
ら４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６の
順に内側に向かって巻回され、５６から内渡り部１０に
より第８の単位コイルの５７に渡り、第８の単位コイル
の内側から５７，５８，５９，６０，６１，６２，６
３，６４の順に外側に向かって巻回され、６４から外渡
り部９により第９の単位コイルの６５につながってい
る。第７の単位コイルの５０と４９の間および第８の単
位コイルの６３と６４の間にシールド線１１が挿入され
ており、これらのシールド線１１はシールド線渡り部１
２によりつながっている。

【００２８】第９の単位コイル以降は普通円板巻線３を
形成し、第９の単位コイルは外側から６５，６６，６
７，６８，６９，７０，７１，７２の順に内側に向かっ
て巻回され、７２は内渡り部１０により第１０の単位コ
イル７３に渡り、第１０の単位コイルの内側から７３，
７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０の順に外側
に向かって巻回され、８０は外渡り部９により第１１の
単位コイルの８１につながっている。

【００２９】同様にして、第１１の単位コイルは外側か
ら８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８の
順に内側に向かって巻回され、８８は内渡り部１０によ
り第１２の単位コイルの８９に渡り、第１２の単位コイ
ルは内側から８９，９０，９１，９２，９３，９４，９
５，９６の順に外側に向かって巻回され、９６は外渡り
部９により第１３の単位コイルにつながっている。

【００３０】第１３の単位コイル以降は、同様な方式で
巻回されている。このように、本発明の静止誘導機器の
巻線は、ライン端から順に、各巻回間に一定の巻数差の
巻回を挟み込んで巻いたＨＳＣ巻線部、巻線の外側部分
の巻回間にシールド線を巻き込んで巻線導体との間に静
電容量を形成した制振シールド巻線部、普通円板巻線部
の順に配置して接続した巻線を構成している。また、制
振シールド巻線および普通円板巻線は戻り渡り部がない
ので、この部分のロー付け作業と巻線導体の絶縁テーピ
ング作業は不要で、作業工数が低減される。

【００３１】図２は横軸にライン端からの巻線位置をと
り、縦軸に初期電位分布を示す静止誘導機器の巻線の電
位分布の比較図で、（１）は均一（理想）の電位分布、
（２）は本発明の静止誘導機器の巻線の電位分布、
（３）は従来の部分ＨＳＣ巻線の電位分布、（４）は制
振シールド巻線の電位分布、（５）は普通円板巻線の電
位分布の状態を示している。本発明の静止誘導機器巻線
巻線の電位分布（２）が（１）の均一（理想）の電位分
布に最も近く、最も有効な巻線である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の静止誘導機器の巻線は、ＨＳＣ
巻線部から普通円板巻線部に移る部分に制振シールド巻
線部を追加して、ＨＳＣ巻線部から制振シールド巻線
部、制振シールド巻線部から普通円板巻線部の順に接続
した構成としたので、次に記載する効果を奏する。

【００３３】（１）ライン端側のコイルから徐々に直列
容量を減少させることができ、電位分布を均一にするこ
とができ、耐雷インパルス性、耐サージ性が向上する。

【００３４】（２）制振シールド巻線および普通円板巻
線は戻り渡り部がないので、この部分のロー付け作業と
巻線導体の絶縁テーピング作業は不要で、作業工数が低
減される。

【００３５】（３）高電圧巻線の製作時間の短縮、信頼
性の向上、巻線のコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における静止誘導機器の巻
線の説明図。

【図２】静止誘導機器の巻線の電位分布の比較図。

【図３】静止誘導機器のＨＳＣ巻線の説明図。

【図４】静止誘導機器の制振シールド巻線の説明図。

【図５】静止誘導機器の普通円板巻線の説明図。

【図６】従来の静止誘導機器の部分ＨＳＣ巻線の説明
図。

【符号の説明】

１…ＨＳＣ巻線部 ２…制振シールド巻線部 ３…普通円板巻線部 ４…巻線導体 ５…ライン端 ６…内側ひねり渡り部 ７…戻りひねり渡り部 ８…内側ひねり渡り部 ９…外渡り部 １０…内渡り部 １１…シールド線 １２…シールド線渡り部１ 〜３２…ＨＳＣ巻線部の巻回３３ 〜６４…制振シールド巻線部の巻回６５ …普通円板巻線部の巻回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径方向に巻回した円板状の単位円板コイ
   ルを径方向ダクトピースを挾んで軸方向に重ねて形成さ
   れた静止誘導機器の円板巻線において、ライン端子側か
   ら順に、各巻回間に一定の巻数差の巻回を挟み込んで巻
   いたＨＳＣ巻線部、巻線の外側部分の巻回間に薄い平角
   導体を巻き込んで巻線導体との間に静電容量を形成した
   制振シールド巻線部、普通円板巻線部の順に配置して構
   成したことを特徴とする静止誘導機器の巻線。